基于HPS教育的职业教育本科大学物理课程思政研究与实践

胡新华，俞冬丽，杨绍荣，王科荣

摘  要：全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措，也是提高人才培养质量的重要保证。大学物理课程具有天然的思政教育功能。在分析职业教育本科大学物理存在思政元素挖掘不充分、思政资源分散不丰富、思政教学融入模式缺乏、思政教学评价难度大等问题的基础上，基于HPS教育开发“立体化”思政素材库，形成教学知识点、思政元素、思政素材映射关系图，设计课程思政“三阶式”融合方式、“五段式”教学模式，创新与实践大学物理融入思政教育的课堂教学组织实施与评价方法。

关键词：HPS教育；职业教育本科；大学物理；课程思政

中国分类号：G641  文献标识码：A

 Research and Practice of Curriculum Ideology and Politics in Physics in Undergraduate Vocational Education Based on HPS

 HU Xinhua, YU Dongli, YANG Shaorong, WANG Kerong

 (College of Mechanical Engineering, Jinhua University, Jinhua Zhejiang 321017, China)

Abstract: Comprehensively promoting the ideological and political construction of the curriculum is a strategic measure to implement the fundamental task of establishing morality and cultivating talents, and also an important guarantee to improve the quality of talent training. The college physics course has the natural function of ideological and political education. Based on the analysis of the problems in the undergraduate physics of vocational education, such as insufficient exploration of ideological and political elements, insufficient dispersion of ideological and political resources, lack of integration mode of ideological and political teaching, and great difficulty in evaluation of ideological and political teaching, the "three-dimensional" library of ideological and political materials is developed based on HPS education, forming the mapping relationship map of teaching knowledge points, ideological and political elements, and ideological and political materials, and designing the "three-step" integration mode and "five step" teaching mode of ideological and political courses, innovate and practice the classroom teaching organization, implementation and evaluation methods of integrating college physics into ideological and political education.

Key words: HPS Education; Undergraduate Vocational Education; Physics; Curriculum Ideology and Politics

一、引言

习近平总书记在党的二十大报告中指出：教育是国之大计、党之大计。培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题。育人的根本在于立德。全面推进高质量课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措，也是提升课程建设质量、提高人才培养质量的重要环节。大学物理课程是职业教育本科理工类专业的专业基础课，它以自然知识为研究对象，具有天然的思政教育功能，思政素材非常丰富，但收集难度大且碎片化严重，与课程教学有机融合不足，缺乏有效的课程思政教学模式。因此，全局化、一体化收集、整合课程思政资源，构建结构化的大学物理课程思政模式势在必行。

 HPS教育是“科学史（History of Science）、科学哲学（Philosophy of Science）和科学社会学（Sociology of Science）”的简称，它以科学史为线索，从科学哲学的观点出发，探索科学史中的科学观念、科学方法以及科学本质的发展和变化，进而探索社会与科学的关系^[1]。HPS教育的核心是对科学本质的认识，让公众在历史、哲学和社会学语境中重新理解科学，形成对科学本质的多维透视，以此促进科学教育、推动科学知识的传播、提高公众的科学素养。这一点对于数理能力较弱、对物理有畏惧心理的职业教育本科专业学生而言，在开展物理课程教学时尤为显得重要，以此可以在开展思政教学的同时，提升学生的学习自觉性、主动性和内驱力。同时也非常符合《高等学校课程思政建设指导纲要》提出的“从专业课程的文化、历史等角度，增加课程的知识性、人文性”和“要注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育，培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感”的精神。因此，HPS教育模式为开展全局化、结构化设计职业教育本科大学物理课程思政教学模式提供了依据。

二、大学物理课程思政教学中存在的问题

大学物理课程具有思政元素丰富、学生受益面广等优势，已经成为各高校实施课程思政改革的有效载体，在开展“三全育人”中发挥了重要作用。经过近几年的探索，取得了一定的成绩，但是由于种种原因仍存在诸多问题。

第一，思政元素挖掘不充分。部分大学物理教师“三全育人”理念不足，认为思政教育不是他们的职责，思想政治素养还有待于提高，对思政元素也了解不够全面。同时在规划课程时，也缺乏将思想政治教学有机融入课堂中的观念和合理的切入点，使得课程中所蕴含的丰富思政元素得不到充分挖掘，因此难以将思政教育与物理教学有机融合为一体，即使有，也只是简单而又机械地介绍，无法吸引学生，思政教学效果不佳^{[2] [3]}。

第二，思政资源收集难度大。大学物理虽然思政资源丰富，但分布零散，需要教师深度发掘但收集工作量大，造成现有大学物理课程中的思政资源量少、面窄，不成体系，同时大部分大学物理教材介绍主体都是西方科学，教学话语体系在一定程度上表现出西方化的趋向，能体现中华民族精神、家国情怀等思政元素的资源在课程教学中难觅踪迹。

第三，思政教学模式缺创新。大学物理教师的教学任务重，大都没有精力创新课程思政教学模式，且大学物理教学课时数普遍减少，在教学过程中，一般无暇顾及课程思政，只能通过碎片化式的思政资源进行“蜻蜓点水”般的教学^[4]。最常用的方法是通过介绍科学家事迹和思政元素相融合而实现思政教育，方法过于单一，内容不够丰富，很难使学生潜移默化地受到思想教育的熏陶，思政效果不明显。

第四，课程思政评价难度大。思政教育是隐性的教育，很难用量化指标进行评价。目前大学物理普通采用的评价方式是平时成绩加期末的考试成绩按比例简单计算而得，有些学校为了体现课程思政的教学效果，在期末考试中增加了几道思政试题^[5]。显然，这种思政化的考核方式违背了课程思政的初衷和目标，也难以全面地反映实施课程思政的教学效果及学生真实的获得感。

三、大学物理课程思政融入与教学实施

（一）开发课程思政“立体化”素材库

有效开展课程思政教育的前提和基础是准确挖掘和整理大学物理课程中的思政素材。然而，思政相关素材的挖掘、收集、整理工作工作量非常大，需要任课教师投入大量的时间和精力。因此，通过组建“物理思政”团队，有组织、有计划的开展思政素材库建设，吸收学生主动参与，采用“以点带面、以面带全”的方法，收集、整合相关思政素材，可避免教师重复劳动，使教师有更多时间去思考思政元素与物理知识的融合问题，真正去提高自身的课程思政教学能力，切实发挥专业课程教学与思政教育的协同育人功能。

大学物理课程思政建设应以习近平新时代中国特色社会主义思想进课堂、进头脑为目标引领，以培养学生的家国情怀、科学家精神、社会主义核心价值观，提升创新意识、社会责任等核心思政素养为目标，以力学、电磁学、热学、光学和量子物理学五大部分为教学载体，深入挖掘课程思政素材，建立拥有丰富的短视频、动画、图片、文字等数字化资源的课程思政素材库。基于HPS教育模式从科学史、科学哲学和科学社会学三个方面入手，归纳思政元素谱系图；同时建立教学知识点、思政素材和思政元素三者之间的映射关系图，以方便教学应用。

以“万有引力定律”为例，该节教学知识点包括开普勒三大定律、万有引力定律、引力常量的测量和第一、二、三宇宙速度的求解等，从HPS教育的三个方面入手，主要收集了思政素材有第谷的故事、“天空立法者”开普勒、哈雷彗星的发现、笔头上发现的行星、地球的质量、钱塘潮、万户飞天、中国探月工程、天问一号探测器等一系列小故事，在收集过程中，各思政素材应能体现一定的思政元素，并将之与思政元素建立对应关系，如图1所示。

图1 教学知识点、思政素材和思政元素映射关系图（以万有引力定律为例）

（二）设计课程思政“三阶式”融入方式

大学物理课程目的在于通过系统学习物理学，了解物理学发展的基本脉络，了解物质的基本结构、基本运动形式及其相互作用，形成物理学图谱，掌握研究物理学的科学方法，掌握经典力学、电磁学、热力学、光学等物理学基本规律，并且能利用这些知识为后续的专业学习提供支撑。在大学物理课程开展思政元素融入，必然应按课程自身特点，制定合理科学的思政目标，采取切实可行的融入策略，恰当地融入到课程教学过程中。

如何准确把握思政元素融入的节点和时机，真正起到在活跃课堂氛围的同时，又能达到课程思政教育的效果，思政元素融入的方式是关键。基于HPS教育模式，在全局化的视角下，分别从时代背景、物理学发现、探索历程、物质的本质及运动规律、方法论、技术发明和社会发展等方面出发，将家国情怀、科学家精神、历史唯物主义世界观、科学态度、辩证唯物主义思想、科学方法、创新意识和会社责任等核心思政元素融入，架构明史（物理学史）、慎思（物理哲学）和实践（物理社会学）的“三阶式”思政元素融入方式。

以“万有引力定律”为例，本节从我国古代三大占星家甘德、巫咸、石申夫对星体的观测贡献引入，突出家国情怀的培养。再介绍丹麦的占星家第谷，指出他所测量的777颗恒星位置，在还没有望远镜的时代，其误差不多于4弧分，突显科学家的精益求精精神。再从第谷引出他的徒弟“天空立法者”开普勒，提出了行星运动三大定律，突出科学家的探索精神；再从三大定律出发，按照牛顿的思维方式推导出万有引力定律，突显对待问题的科学方法和辩证唯物主义思想；通过提出“实践是检验真理的唯一标准”，再引入哈雷彗星、海王星的发现，验证了万有引力定律的正确性；再从问题“地球多少重？”出发，在讲述地球称重物理史的过程中，引出万有引力常数的测量方法，指出卡文迪许所测得的引力常量值与公认值只差百分之一，突显测量的创意性和精确性；总结定律的发现需要几代人上百年，甚至上千年的不停探索才能有所突破。最后介绍万有引力定律的应用。先从经典故事“万户飞天”出发，突显我国古代科学家的创新意识和献身精神；从牛顿的高山大炮出发，提出问题“物体以多少速度抛出才可以成为地球的卫星？”，引出计算第一、第二宇宙速度的方法，再引出我国的探月工程、火星探测工程等重大项目，点燃学生的民族自豪感和自信心，激发学生爱国情怀，树立社会主义核心价值观。

（三）推行课程思政“五段式”教学模式

1.教学设计

课程融入教学的关键是做好课程的教学设计。教师要结合生源情况、教学内容等选择合适的教学模式，设计教学过程的各个环节，提前准备好各类教学资源，如线上、线下的各类视频、动画等素材，做到环环相扣，提升学生课堂学习的有效性和主动性。基于“明史”“慎思”“实践”的课程思政“三阶式”融入方式，设计问题提出、问题探究、逻辑推理或试验验证、技术应用和评价反思等五个教学阶段，形成大学物理课程思政“五段式”教学模式。在问题提出阶段，可以物理史上当时存在的难题，即问题重现的方式提出，如在介绍相对论时，引入“两朵乌云”的问题，也可以通过日常生活中存在的现象来引发思考；在问题探究阶段，采用头脑风暴法、分组辩论法等，引导学生透过现象寻找本质，并加以归纳与整理；在逻辑推理或实验验证阶段，以简单、通俗易懂的方式建立数学模型并加以检验，或通过实验的方式加以验证；在技术应用阶段，重点介绍物理学原理在技术工程、日常生活等的应用；在评价反思阶段，主要是总结研究方法、思维模式及引导学生辩证的看待物理学对社会的影响。

图2 HPS教育下的课程思政“五段式”教学流程设计

2.教学组织

将教学过程分成课前、课中和课后三大环节。课前教师布置学习任务，学生通过学习通等网络平台获取相关学习资源，进行学习与自主测试；课中按照问题提出、问题探究、逻辑推理或实验验证、技术应用和评价反思的“五段式”教学流程进行组织，通过创设教学情境、教师与学生的互动对话、物理学原理的模型建立、著名实验演示和工程技术应用案例介绍等方式，“重走科学路”，激发学生对物理学的浓厚兴趣，发展学生的物理思想和科学态度，培养他们的思辨能力、创新能力、家国情怀等；课后要求学生完成习题作业，撰写物理学相关小论文等，加深学生对物理学知识的理解和运用，同时进一步感悟大学物理课程学习中所蕴含的思政元素。

以“静电力”教学设计为例，以琥珀、玳瑁摩擦皮毛吸引羽毛等日常问题引入，吸引学生广泛参与，引导学生对摩擦生电问题的探究。通过介绍我国古代东汉王充、齐梁时期陶弘景、西晋时期张华、明朝张居正等人对摩擦生电现象的解释和描述，增加学生的民族自豪感和爱国情怀。然后介绍英国吉尔伯特的“带电体”“电液体”等概念、德国格里凯的摩擦起电机、英国格雷和法国杜菲的发现、波兰马森布罗克的“蓄电池”、美国富兰克林放电实验和正、负电的定义等，引导学生深入学习科学家们努力奋斗的生平事迹和敢于质疑、大胆创新的科学家精神。最后得到“摩擦不能创造出电，只是使电从一个物体转移到另一个物体上，它们的总电量不变”的规律，即电荷守恒定律；再提出问题“带电体所带电荷有没有最小单位？”利用动画展示密立根平衡油滴法测量电子电荷实验，培养学生的科学素养。最后提出问题“带电体之间有相互作用力，该力能否定量描述？”引导学生探究模型的创建方法和力的测量方法，引出点电荷的概念和库仑实验，得到库仑定律，并与万有引力定律作比较，得出两种表达式非常相似的结论，引导学生认识物理学所具有的均衡对称、和谐统一等美学特征，培养学生的科学审美观。最后让学生列举静电力的应用和存在的危害，激发学生求知热情、探索精神、创新欲望。

图3教学组织方式

 3.教学评价

大学物理课程思政效果如何，需要教学考核评价来检验。因此，在课程教学评价中必须要有体现课程思政能力的评价，建立思政化的科学有效的教学评价方式。大学物理教学评价包括线上自主评价、随堂展示评价和作业考试评价等三个模块。线上自主评价主要依托学习通平台，重点关注学生自主学习的时间、自测成绩和交流互动情况；随堂展示评价主要关注学生在课堂上参与讨论的次数、提出观点的科学性、给出技术工程案例的合理性、小论文PPT展示质量等，评价时重点关注学生的思辨能力、科学态度、创新意识、家国情怀和社会责任等思政元素；作业考试评价包括学生每个章节的平时作业习题成绩和期末考试成绩两项，重点评价学生对物理学原理的理解、科学方法的运用以及科学技术对社会影响的理解等。

四、结束语

针对大学物理课程需挖掘的课程思政素材量大面广、职业教育本科专业学生的学习主动性、积极性不高、思辨意识不强等问题，基于HPS教育理念，从物理学史、物理哲学、物理社会学三个层面，以“明史”“慎思”“实践”的“三阶式”方式整合思政素材，寻找课程思政元素、思政素材，归纳思政元素谱系图，开发“立体化”思政素材库，形成教学知识点、思政元素、思政素材映射关系图；以问题导向，设计问题提出、问题探究、逻辑推理或试验验证、技术应用和评价反思等五个教学阶段，形成大学物理课程思政“五段式”教学模式，探索融入思政教育的课堂教学组织实施与评价方法，把思政工作贯穿课程教学全过程，实现全程育人，全方位育人。

参考文献

[1]李政，丁益民，杨翔宇，向倩.基于ＨＰＳ理念的高校物理学科课程思政［Ｊ］，物理通报，2022（05），71~74

[2]汪加洁，张艳艳，韩一平，李艳辉，赵文娟.大学物理课程思政特色素材库建设研究［Ｊ］，物理与工程，2021（05），81~85，87

[3]王彩霞，樊济宇.高校“大思政”格局下大学物理课程的教学改革探究［Ｊ］，高教学刊，2021（22），146~149

[4]陈真英，孙立萍，谢文彬，谢冰，彭富平.五维度建构富有课程特色的大学物理课程思政——以质点动力学教学为例［Ｊ］，大学教育，2022（1），121~123

[5]龙晓燕，谢海燕，吴实，张亦勋，李加定.大学物理课程思政设计与实践——以质点力学为例［Ｊ］，大学物理，2022（01），50~55

基金项目：2022年浙江省课程思政教学研究项目“基于HPS的职业教育本科课程思政研究——以《大学物理》课程为例”

作者简介：胡新华（1975-），男，浙江东阳人，金华职业技术学院教授，博士，研究方向为机电一体化技术等。